slimme materialen:een divers landschap

Slimme materialen zijn materialen die een verandering in hun eigenschappen vertonen als reactie op een externe stimulus. Dit kan een verandering in temperatuur, licht, elektrisch veld, magnetisch veld, stress of andere factoren zijn. Hier zijn enkele voorbeelden van slimme materialen, gecategoriseerd door hun reactie:

1. Temperatuur-responsieve materialen:

* vormgeheugenlegeringen (SMAS): Deze legeringen kunnen hun oorspronkelijke vorm "onthouden" en er naar terugkeren wanneer ze worden verwarmd, zelfs nadat ze zijn vervormd.

* Voorbeeld:nitinol (nikkel-titaniumlegering) gebruikt in medische implantaten, actuatoren en zelfherstellende materialen.

* Thermochrome materialen: Verander van kleur afhankelijk van de temperatuur.

* Voorbeeld:sommige koffiemokken draaien kleur wanneer ze worden gevuld met hete vloeistof.

* Thermosensitieve hydrogels: Verander volume of vorm in reactie op temperatuur.

* Voorbeeld:gebruikt in geneesmiddelenafgiftesystemen en weefseltechniek.

2. Licht reagerende materialen:

* Fotchromische materialen: Verander kleur of transparantie bij blootstelling aan licht.

* Voorbeeld:zonnebrillen lenzen die donker worden in zonlicht.

* fotovoltaïsche materialen: Zet lichte energie om in elektriciteit.

* Voorbeeld:zonnepanelen.

3. Elektrische veld-responsieve materialen:

* piëzo -elektrische materialen: Genereer een elektrische lading wanneer ze worden onderworpen aan mechanische spanning.

* Voorbeeld:gebruikt in sensoren, actuatoren en energieopvangapparaten.

* elektrochrome materialen: Verander kleur of transparantie in reactie op een elektrische stroom.

* Voorbeeld:gebruikt in slimme vensters, displays en anti-glare coatings.

4. Magnetische veld-responsieve materialen:

* magnetostrictieve materialen: Verander de vorm in reactie op een magnetisch veld.

* Voorbeeld:gebruikt in actuatoren en sensoren.

* Magnetische vormgeheugenlegeringen: Combineer de eigenschappen van SMA's en magnetostrictieve materialen.

* Voorbeeld:gebruikt in microfluïdische apparaten en energieopvang.

5. Stress-responsieve materialen:

* Zelfherstellende materialen: Kan zichzelf repareren wanneer ze beschadigd zijn.

* Voorbeeld:gebruikt in ruimtevaart-, constructie- en biomedische toepassingen.

* Stam-responsieve materialen: Verander eigenschappen in reactie op mechanische vervorming.

* Voorbeeld:gebruikt in sensoren, actuatoren en structurele gezondheidsmonitoring.

6. Andere slimme materialen:

* superhydrofobe materialen: Extreem waterwerend middel.

* Voorbeeld:zelfreinigende oppervlakken en anti-fouling coatings.

* aerogels: Lichtgewicht en zeer poreuze materialen met uitstekende thermische isolatie -eigenschappen.

* Voorbeeld:gebruikt in isolatie, ruimtevaart en opruiming van olievlekken.

Dit is slechts een kort overzicht van enkele van de meest voorkomende soorten slimme materialen. Het veld evolueert snel en er worden constant nieuwe materialen en toepassingen ontwikkeld. Deze materialen hebben het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in verschillende industrieën, van bouw en gezondheidszorg tot elektronica en energie.